سازه های نگهبان |خرپایی چیست؟
سازه نگهبان خرپایی (Truss Retaining Structure)
سازه نگهبان خرپایی یا **Truss Retaining Structure** یکی از سیستم‌های پشتیبانی و نگهداری موقت در پروژه‌های ساختمانی است که در حفاری‌ها به‌ویژه برای گودبرداری عمیق به کار می‌رود. هدف این سازه جلوگیری از ریزش و جابه‌جایی خاک در دیواره‌های گود است که معمولاً برای گودهای شهری یا پروژه‌هایی که فضای محدود دارند، بسیار مناسب و اقتصادی است.
ویژگی‌ها و اجزای سازه نگهبان خرپایی:
- **سیستم خرپایی**: این سازه به‌صورت یک خرپا طراحی می‌شود که متشکل از چندین عضو افقی، عمودی و قطری است که به صورت یک سیستم مثلثی به هم متصل می‌شوند. این سیستم باعث افزایش استحکام و توزیع بار می‌شود.
- **شمع‌ها و ستون‌های اصلی**: این سازه از شمع‌ها یا ستون‌های عمودی برای تحمل بارهای عمودی ناشی از فشار جانبی خاک استفاده می‌کند.
- **پایه‌ها و اعضای افقی**: پایه‌های افقی وظیفه توزیع بار از دیواره گود به سمت شمع‌ها و ستون‌ها را دارند.
- **مهاربندها**: مهاربندهای مورب یا قطری برای تقویت سازه و جلوگیری از تغییر شکل‌های ناخواسته استفاده می‌شوند.
مراحل اجرای سازه نگهبان خرپایی:
- **طراحی و محاسبه بارهای وارد بر دیواره‌ها**: ابتدا میزان فشارهای جانبی و نیروهای وارد بر دیواره گود محاسبه و طراحی انجام می‌شود.
- **حفاری اولیه و نصب پایه‌ها و شمع‌ها**: حفاری اولیه به میزان مورد نیاز انجام می‌شود و سپس شمع‌ها یا ستون‌ها در زمین قرار داده می‌شوند.
- **نصب خرپا و مهاربندها**: اعضای افقی و قطری خرپا به شمع‌ها متصل و تنظیم می‌شوند.
- **حفاری مرحله‌ای و تثبیت دیواره‌ها**: به‌تدریج مراحل حفاری تا عمق نهایی انجام و در هر مرحله دیواره‌ها تثبیت می‌شوند.
مزایا و معایب سازه نگهبان خرپایی
مزایا:
- **اقتصادی**: این سیستم نسبت به سایر روش‌های نگهداری مانند دیوارهای میخ‌کوبی هزینه کمتری دارد.
- **سرعت اجرا**: اجرای سریع و قابل تنظیم در پروژه‌های با زمان محدود.
- **کاربرد در فضاهای محدود**: مناسب برای محیط‌های شهری و پروژه‌هایی که دسترسی به حاشیه‌های گود محدود است.
معایب:
- **محدودیت در عمق حفاری**: برای گودهای خیلی عمیق کارایی کمتری دارد.
- **نیاز به فضای نصب در خارج از گود**: به فضای کافی در اطراف گود جهت نصب اعضا و شمع‌ها نیاز دارد.
این سیستم معمولاً در پروژه‌های ساختمانی کوچک تا متوسط به‌ویژه در محیط‌های شهری که سرعت، هزینه و فضا اهمیت دارند، به‌عنوان یک گزینه مناسب مطرح می‌شود.
اصول طراحی سازه نگهبان خرپایی
اصول طراحی سازه نگهبان خرپایی (Truss Retaining Structure) شامل مراحلی برای ایجاد پایداری و اطمینان از ایمنی گودبرداری است. در طراحی این سازه، لازم است بارهای وارد بر سازه به دقت محاسبه شوند و از تجهیزات و روش‌های مناسب برای انتقال و تحمل این بارها استفاده شود. در ادامه، اصول کلی طراحی این سازه را مرور می‌کنیم:
1. **تحلیل و محاسبه نیروهای وارد بر دیواره گود**
- ابتدا باید فشارهای جانبی خاک، آب و سایر نیروهای محیطی که ممکن است به دیواره گود وارد شوند، محاسبه شوند. این نیروها شامل بارهای استاتیکی و دینامیکی، نظیر فشار زمین، فشار ناشی از ساختمان‌های مجاور و فشار آب زیرزمینی است.
- به‌ویژه در مناطق زلزله‌خیز، نیروهای دینامیکی و ارتعاشی نیز باید در طراحی مد نظر قرار گیرند.
2. **تعیین نوع خاک و شرایط ژئوتکنیکی**
- یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر در طراحی، بررسی نوع خاک و شرایط ژئوتکنیکی محل پروژه است. باید مشخص شود که خاک محل پروژه چسبنده است یا دانه‌ای، و همچنین پارامترهایی مانند زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک تعیین شود.
- همچنین بررسی تراکم خاک و وجود لایه‌های سنگی یا آب زیرزمینی در محل نیز ضروری است.
3. **طراحی خرپا (Truss)**
- خرپا شامل اعضای افقی، عمودی و قطری است که به صورت مثلثی به هم متصل می‌شوند و بارها را به ستون‌های اصلی انتقال می‌دهند.
- خرپاها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که بتوانند بارهای جانبی را به‌صورت یکنواخت توزیع و تعادل سازه را حفظ کنند.
- اعضای افقی خرپا برای جلوگیری از جابه‌جایی‌های افقی خاک و اعضای قطری برای جلوگیری از چرخش و تغییر شکل‌های ناخواسته استفاده می‌شوند.
4. **طراحی شمع‌ها و ستون‌های اصلی**
- شمع‌ها و ستون‌ها باید به اندازه کافی مقاوم باشند تا بتوانند بارهای وارد بر سازه نگهبان را به زمین منتقل کنند.
- برای انتقال بارهای فشاری از شمع‌های بتن مسلح یا فولادی استفاده می‌شود که در نقاط مختلف گودبرداری نصب می‌شوند.
- عمق و تعداد شمع‌ها با توجه به میزان بار و ویژگی‌های خاک تعیین می‌شود.
5. **طراحی مهاربندها و اتصالات**
- مهاربندهای مورب یا قطری برای تقویت سازه استفاده می‌شوند و باید در نقاطی از خرپا که فشار بیشتری وجود دارد، قرار گیرند.
- اتصالات بین اعضای خرپا و شمع‌ها باید به گونه‌ای طراحی شوند که بارها را به‌صورت یکنواخت توزیع کنند و از ایجاد تمرکز تنش جلوگیری شود.
6. **تحلیل پایداری و کنترل تغییر شکل‌ها**
- در طراحی سازه نگهبان خرپایی باید بررسی شود که دیواره گود در برابر ریزش و جابه‌جایی پایدار است.
- تحلیل تغییر شکل‌ها و نشست‌های احتمالی باید انجام شود تا از ایمنی سازه و حفظ پایداری خاک اطمینان حاصل شود.
- معمولاً از روش‌های عددی مانند تحلیل‌های اجزای محدود برای بررسی تغییر شکل‌های خاک و سازه نگهبان استفاده می‌شود.
7. **انتخاب مصالح مناسب**
- مصالح مورد استفاده در سازه نگهبان خرپایی باید مقاومت کافی در برابر نیروهای فشاری و کششی داشته باشند.
- برای خرپاها از فولادهای با استحکام بالا و مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌شود. در صورتی که شمع‌ها از بتن ساخته شوند، باید دارای مقاومت فشاری و خمشی مناسب باشند.
8. **بررسی شرایط آب و هوایی و محیطی**
- شرایط آب و هوایی محل پروژه نیز در طراحی سازه نگهبان خرپایی تأثیرگذار است. اگر پروژه در منطقه‌ای با بارندگی زیاد یا سطح بالای آب زیرزمینی باشد، لازم است تدابیر خاصی برای جلوگیری از ورود آب به گود و کاهش فشارهای هیدرواستاتیکی در نظر گرفته شود.
9. **ایمنی و پایداری در شرایط اجرایی و بهره‌برداری**
- طراحی سازه نگهبان خرپایی باید به گونه‌ای باشد که در طول زمان اجرا و بهره‌برداری، ایمنی کارگران و افراد پیرامون تضمین شود. این شامل استفاده از تجهیزات ایمنی، پایش و کنترل حرکات گود و استفاده از حسگرها و ابزارهای مانیتورینگ در زمان گودبرداری است.
10. **کنترل و نظارت در طول اجرا**
- طراحی سازه نگهبان خرپایی نیازمند نظارت و کنترل مداوم در حین اجرای پروژه است. هرگونه تغییر در شرایط خاک، آب و یا تغییرات غیرمترقبه باید بررسی شده و تدابیر لازم اعمال شود.
این اصول به طراح کمک می‌کنند تا سازه‌ای مطمئن و پایدار ایجاد کند که توانایی مقاومت در برابر فشارهای وارد بر دیواره‌های گود را داشته و از ریزش و تخریب گود جلوگیری کند.
روش اجرای سازه نگهبان خرپایی
روش اجرای سازه نگهبان خرپایی (Truss Retaining Structure) نیازمند مراحل دقیق و گام‌به‌گام است که باعث تثبیت و ایمنی دیواره‌های گود می‌شود. این سازه معمولاً در پروژه‌های شهری و ساختمانی با محدودیت فضا و نیاز به گودبرداری‌های عمیق اجرا می‌شود. مراحل اصلی اجرای سازه نگهبان خرپایی به شرح زیر است:
1. **بررسی و آماده‌سازی محل گودبرداری**
- قبل از شروع به حفاری، محل پروژه باید به دقت بررسی و نقشه‌برداری شود. نوع خاک، عمق گودبرداری، سطح آب زیرزمینی و شرایط محیطی مشخص می‌شوند.
- همچنین باید اطمینان حاصل شود که تجهیزات و مصالح لازم در دسترس و آماده اجرای پروژه هستند.
2. **حفاری اولیه و نصب شمع‌ها**
- در ابتدا، حفاری سطحی به عمق کمی انجام می‌شود تا شمع‌ها یا ستون‌های اصلی نگهدارنده در نقاط تعیین‌شده نصب شوند.
- شمع‌ها معمولاً از جنس فولادی یا بتن مسلح انتخاب می‌شوند و به گونه‌ای قرار داده می‌شوند که بتوانند بارهای ناشی از فشار جانبی خاک را تحمل کنند.
- عمق و فاصله شمع‌ها بر اساس بارهای محاسبه شده و نوع خاک انتخاب می‌شود.
3. **نصب تیرهای افقی اولیه**
- پس از نصب شمع‌ها، تیرهای افقی اولیه که به عنوان اعضای افقی خرپا عمل می‌کنند، بین شمع‌ها نصب می‌شوند. این تیرها به توزیع یکنواخت بارهای جانبی کمک می‌کنند.
- این تیرها باید به گونه‌ای محکم نصب شوند که بتوانند بارهای ناشی از خاک و دیواره‌ها را به شمع‌ها انتقال دهند.
4. **حفاری مرحله‌ای و نصب مهاربندها**
- گودبرداری به صورت مرحله‌ای و لایه‌به‌لایه انجام می‌شود و به تدریج به عمق گود اضافه می‌شود.
- در هر مرحله، بسته به نیاز، مهاربندهای قطری (مورب) نصب می‌شوند تا به پایداری بیشتر سازه و کاهش تغییر شکل‌ها کمک کنند.
- مهاربندها با استفاده از اتصالات محکم به تیرهای افقی و شمع‌ها متصل می‌شوند و فشارهای جانبی را مهار می‌کنند.
5. **نصب خرپای اصلی**
- پس از رسیدن به عمق مورد نظر، اعضای قطری و عمودی خرپا که وظیفه اصلی تحمل بار را برعهده دارند، نصب می‌شوند.
- خرپا به صورت یک سیستم مثلثی طراحی و نصب می‌شود تا پایداری سازه افزایش یافته و نیروها به‌صورت یکنواخت توزیع شوند.
- در هر مرحله، اطمینان حاصل می‌شود که اتصالات بین اعضا به درستی و با استحکام مناسب نصب شده‌اند.
6. **کنترل و مانیتورینگ تغییر شکل‌ها**
- در طول اجرای سازه نگهبان خرپایی، باید تغییر شکل‌های دیواره‌ها و سازه نگهبان به طور مداوم پایش شوند.
- از ابزارهای مانیتورینگ، مانند سنسورهای انحراف و کرنش‌سنج‌ها استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که تغییرات در محدوده‌ای امن باقی می‌مانند.
- در صورت مشاهده جابجایی‌های غیرمجاز یا تغییر شکل‌های ناخواسته، باید تدابیر لازم جهت تقویت و تثبیت سازه اتخاذ شود.
7. **اجرای سیستم زهکشی**
- برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل گود، سیستم زهکشی اجرا می‌شود. این سیستم معمولاً شامل لوله‌های زهکشی و فیلترهای مخصوص برای تخلیه آب‌های زیرزمینی است.
- در برخی موارد، نیاز به پمپاژ آب از داخل گود به بیرون است تا از افزایش فشار هیدرواستاتیکی بر دیواره‌ها جلوگیری شود.
8. **پایان گودبرداری و تکمیل سازه نگهبان**
- پس از اتمام گودبرداری به عمق نهایی، مراحل تکمیلی سازه نگهبان انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که سازه در برابر فشارها و بارهای نهایی مقاوم است.
- همچنین، همه اعضا و اتصالات برای اطمینان از پایداری و ایمنی نهایی بررسی می‌شوند.
9. **بررسی و تایید نهایی**
- در پایان، بازبینی‌های نهایی توسط تیم مهندسی و ناظر پروژه انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که همه مراحل اجرا مطابق با طراحی و اصول فنی انجام شده‌اند.
- تمامی ابزارهای مانیتورینگ و سنسورها همچنان فعال نگه داشته می‌شوند تا در طول زمان اجرا و پس از آن، وضعیت پایداری دیواره‌ها تحت نظارت باشند.
نکات ایمنی
- در طول اجرای سازه نگهبان خرپایی، استفاده از تجهیزات و وسایل ایمنی برای کارگران و پیمانکاران الزامی است.
- در صورت بروز هرگونه خطر یا تغییر در شرایط گود، باید فوراً اقدامات اصلاحی انجام شود تا از ایمنی و پایداری سازه اطمینان حاصل گردد.
این روش‌ها و مراحل به جلوگیری از ریزش و جابجایی دیواره‌های گود کمک کرده و باعث افزایش ایمنی و کارایی در پروژه‌های ساختمانی می‌شوند.
کاهش هزینه سازه نگهبان خرپایی
کاهش هزینه اجرای سازه نگهبان خرپایی می‌تواند تاثیر زیادی بر اقتصادی بودن پروژه‌های ساختمانی داشته باشد. با رعایت اصول زیر، می‌توان هزینه‌های اجرای این نوع سازه را کاهش داد بدون آنکه به ایمنی و کیفیت اجرای پروژه آسیبی وارد شود:
1. **بهینه‌سازی طراحی سازه**
- استفاده از روش‌های تحلیلی پیشرفته و نرم‌افزارهای شبیه‌سازی به طراحان کمک می‌کند تا ابعاد و تعداد اعضای خرپایی را بهینه کنند.
- طراحی دقیق، با کاهش تعداد شمع‌ها و مهاربندهای غیرضروری و همچنین کاهش طول و ابعاد اعضا، می‌تواند هزینه‌های مواد و نیروی کار را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
2. **انتخاب مصالح مناسب و مقرون به‌صرفه**
- استفاده از مصالح با کیفیت ولی ارزان‌تر می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد. به عنوان مثال، انتخاب فولاد یا بتن با مقاومت مناسب، به جای استفاده از مواد گران‌قیمت می‌تواند مفید باشد.
- در برخی موارد، استفاده از فولاد بازیافتی یا بتن بازیافتی (در صورت داشتن استانداردهای کیفی) می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد.
3. **کاهش تعداد مراحل گودبرداری و خرپاسازی**
- با برنامه‌ریزی مناسب، تعداد مراحل گودبرداری و نصب سازه خرپایی می‌تواند کاهش یابد، به طوری که در هر مرحله حجم زیادی از کار انجام شود.
- کاهش تعداد مراحل حفاری و نصب مهاربندها می‌تواند باعث کاهش هزینه‌های زمانی و نیروی کار شود.
4. **استفاده از تکنولوژی‌های نوین و تجهیزات پیشرفته**
- استفاده از ابزارهای مانیتورینگ و سنسورهای دقیق برای کنترل تغییر شکل‌های گود و دیواره‌ها به طراحان اجازه می‌دهد تا با دقت بیشتر و بدون افزایش ایمنی اضافی، سازه را طراحی و اجرا کنند.
- همچنین استفاده از جرثقیل‌ها و تجهیزات پیشرفته می‌تواند سرعت نصب اعضای خرپایی را افزایش داده و هزینه‌های نیروی کار را کاهش دهد.
5. **بکارگیری نیروی کار ماهر و متخصص**
- استفاده از تیم‌های اجرایی با تجربه و مهارت کافی در نصب سازه خرپایی می‌تواند باعث کاهش زمان اجرای پروژه شود.
- نیروی کار ماهر، خطاهای احتمالی را کاهش داده و نیاز به تعمیرات و اصلاحات کمتری را به دنبال خواهد داشت که در نهایت هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
6. **مدیریت صحیح و برنامه‌ریزی دقیق پروژه**
- با برنامه‌ریزی دقیق و زمانبندی مناسب، می‌توان از توقف‌های غیرضروری و تأخیر در کار جلوگیری کرد که این مسئله به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.
- پیش‌بینی زمان‌های اوج کار و استفاده از نیروی کار بیشتر در این زمان‌ها می‌تواند هزینه‌های اجرایی را کاهش دهد.
7. **اجرای سیستم زهکشی ساده و مؤثر**
- سیستم زهکشی مناسب و اقتصادی باعث کاهش فشار هیدرواستاتیکی آب به دیواره‌های گود و در نتیجه کاهش نیاز به مهاربندی‌های اضافی می‌شود.
- انتخاب سیستم زهکشی ساده و مؤثر که با هزینه کمتر اجرا شود، از جمله لوله‌های زهکشی یا پمپاژ آب به بیرون، می‌تواند از هزینه‌های اضافی جلوگیری کند.
8. **استفاده از روش‌های جایگزین در صورت امکان**
- در برخی موارد، ممکن است بتوان از روش‌های جایگزین سازه نگهبان خرپایی مانند دیوار میخ‌کوبی (Nailing) یا روش نیلینگ، سازه‌های شمع و سپر استفاده کرد.
- در صورت امکان، استفاده از این روش‌ها می‌تواند هزینه‌ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
9. **بهره‌گیری از سازه‌های موقت قابل بازیافت**
- در صورتی که امکان‌پذیر باشد، استفاده از سازه‌های خرپایی پیش‌ساخته و موقت که می‌توان آن‌ها را بعد از اتمام پروژه دوباره استفاده کرد، به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.
- این نوع سازه‌ها می‌توانند به صورت مدولار طراحی شوند تا در پروژه‌های بعدی نیز قابل استفاده باشند.
10. **بهینه‌سازی در روش‌های حمل و نقل مصالح**
- کاهش هزینه‌های حمل و نقل مصالح از طریق برنامه‌ریزی بهتر، انتخاب تامین‌کنندگان نزدیک به محل پروژه و استفاده از حمل‌ونقل ارزان‌تر نیز می‌تواند به کاهش هزینه‌ها کمک کند.
با اجرای این راهکارها، امکان کاهش هزینه‌ها و بهبود بهره‌وری سازه نگهبان خرپایی وجود دارد، بدون اینکه ایمنی و پایداری سازه به خطر بیافتد.
مزایای روش سازه نگهبان خرپایی
روش سازه نگهبان خرپایی (Truss Retaining Structure) در گودبرداری‌ها به دلیل ساختار ساده و مؤثری که در تثبیت دیواره‌های گود دارد، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش نسبت به سایر روش‌های نگهداری مزایای قابل توجهی دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌شود:
1. **صرفه‌جویی اقتصادی**
- سازه نگهبان خرپایی از نظر هزینه ساخت و اجرای مصالح، به‌ویژه در پروژه‌های کوچک تا متوسط، اقتصادی‌تر از روش‌هایی مثل دیوارهای دیافراگمی یا نیلینگ است.
- به دلیل استفاده از مصالح ساده‌تر و روش اجرای کم‌هزینه‌تر، این روش برای پروژه‌هایی با بودجه محدود گزینه‌ای مناسب است.
2. **سرعت بالای اجرا**
- روش سازه نگهبان خرپایی با توجه به ساختار ساده و عدم نیاز به تجهیزات پیچیده، سرعت اجرای بالایی دارد.
- مراحل نصب خرپاها، شمع‌ها و مهاربندها نسبتاً ساده بوده و این امر باعث می‌شود زمان اجرای پروژه به حداقل برسد.
3. **مناسب برای فضاهای محدود شهری**
- این روش به دلیل کم‌حجم بودن و نیاز به فضای کمتر برای نصب، در فضاهای شهری و پروژه‌هایی که فضای پیرامونی محدود است، مناسب است.
- به همین دلیل، سازه نگهبان خرپایی به‌ویژه در گودبرداری‌های کنار ساختمان‌های موجود در شهرها کاربرد زیادی دارد.
4. **اجرای مرحله‌ای و قابل تنظیم**
- سازه خرپایی امکان اجرای مرحله‌ای و همزمان با گودبرداری را دارد. این مزیت، انعطاف‌پذیری بیشتری را برای پروژه فراهم می‌کند.
- می‌توان خرپاها را در هر مرحله از گودبرداری تنظیم و پایدارسازی کرد، که این امکان به کاهش خطرات و ایمنی بیشتر کمک می‌کند.
5. **قابلیت استفاده مجدد**
- بسیاری از اجزای سازه خرپایی مانند تیرها و مهاربندها قابل استفاده مجدد در پروژه‌های دیگر هستند.
- این ویژگی باعث می‌شود که مصالح پس از اتمام پروژه بیهوده از بین نروند و می‌توانند در پروژه‌های دیگر استفاده شوند، که به نوبه خود هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
6. **مقاومت بالا و توزیع یکنواخت بارها**
- سازه خرپایی به دلیل طراحی به صورت مثلثی و استفاده از اعضای قطری، توانایی تحمل بارهای بالا و توزیع یکنواخت آن‌ها را دارد.
- این ویژگی باعث می‌شود فشارهای جانبی خاک و بارهای وارد بر دیواره‌های گود به طور یکنواخت و ایمن به شمع‌ها و ستون‌های اصلی انتقال یابد.
7. **امکان استفاده در خاک‌های ناپایدار**
- سازه نگهبان خرپایی به دلیل توانایی ایجاد پایداری بالا، در خاک‌های ناپایدار یا با قابلیت تغییر شکل زیاد نیز قابل استفاده است.
- در صورتی که شرایط خاک پروژه خاص و غیرقابل پیش‌بینی باشد، این روش با تقویت‌های لازم می‌تواند دیواره گود را پایدار نگه دارد.
8. **ایمنی بالاتر در برابر تغییر شکل‌های ناخواسته**
- این سازه به دلیل مهاربندهای قطری و سیستم خرپایی، از تغییر شکل‌های ناخواسته در دیواره‌ها جلوگیری می‌کند.
- این مزیت به‌ویژه در مواقعی که پروژه در نزدیکی ساختمان‌های حساس انجام می‌شود، بسیار حیاتی است و ریسک تخریب یا آسیب به ساختمان‌های مجاور را کاهش می‌دهد.
9. **قابلیت تنظیم و تغییر در طول اجرای پروژه**
- در صورت نیاز به تغییر در طراحی یا افزایش عمق گود، امکان تنظیم و تقویت سازه خرپایی در حین اجرا وجود دارد.
- این ویژگی انعطاف‌پذیری بیشتری به پروژه می‌دهد و می‌تواند برای سازگار شدن با شرایط مختلف محیطی و نیازهای پروژه به کار رود.
10. **نصب سریع و عدم نیاز به تجهیزات پیچیده**
- نصب سازه نگهبان خرپایی معمولاً به تجهیزات پیچیده و تخصصی نیاز ندارد و با ابزارهای معمول ساختمانی و نیروی کار متخصص قابل اجراست.
- این امر به کاهش هزینه‌ها و تسهیل فرآیند اجرای پروژه کمک می‌کند.
این مزایا سازه نگهبان خرپایی را به یکی از روش‌های کارآمد و مقرون به صرفه برای پروژه‌های گودبرداری تبدیل کرده و باعث شده است که در محیط‌های شهری و پروژه‌های با فضای محدود به‌عنوان یک گزینه بسیار مطلوب مورد توجه قرار گیرد.
معایب روش خرپایی سازه نگهبان
روش سازه نگهبان خرپایی با وجود مزایای بسیاری که دارد، معایب و محدودیت‌هایی نیز دارد که در بعضی شرایط ممکن است به مشکلاتی منجر شود. در ادامه برخی از این معایب آورده شده است:
1. **محدودیت در عمق گودبرداری**
- این روش برای گودبرداری‌های با عمق زیاد و پروژه‌های بزرگ مناسب نیست. با افزایش عمق، نیروی جانبی خاک و بارهای وارد بر سازه نگهبان به طور چشمگیری افزایش می‌یابد و خرپاها ممکن است دیگر توان تحمل این بارها را نداشته باشند.
- بنابراین در گودهای عمیق، سازه نگهبان خرپایی کارایی خود را از دست می‌دهد و نیاز به تقویت‌های اضافی و استفاده از روش‌های پیچیده‌تر وجود دارد.
2. **نیاز به فضای کاری در اطراف گود**
- سازه خرپایی نیاز به فضای کافی برای نصب و مهاربندی دارد. این موضوع در پروژه‌هایی که فضای پیرامونی گود محدود است، مشکل‌ساز می‌شود.
- در مکان‌های بسیار محدود یا در مجاورت سازه‌های موجود، اجرای سازه خرپایی به دلیل نیاز به فضای اضافی دشوار است.
3. **حجم زیاد مصالح و تجهیزات مورد نیاز**
- استفاده از اعضای خرپایی و شمع‌های بزرگ فولادی یا بتنی باعث می‌شود حجم مصالح و تجهیزات مورد نیاز افزایش یابد.
- این امر هزینه‌های حمل و نقل، نصب و ذخیره‌سازی مصالح را بالا می‌برد و ممکن است به لحاظ اقتصادی در پروژه‌های بزرگ‌تر، به‌صرفه نباشد.
4. **هزینه بالای نیروی انسانی و زمان‌بر بودن اجرا**
- اجرای سازه نگهبان خرپایی نیازمند نیروی کار متخصص و با تجربه است که هزینه‌های نیروی انسانی را افزایش می‌دهد.
- همچنین، زمان مورد نیاز برای نصب خرپا و اعضای مهاربندی طولانی‌تر از برخی روش‌های دیگر است و این مسئله می‌تواند باعث افزایش زمان پروژه شود.
5. **نیاز به نگهداری و پایش مداوم**
- در طول اجرای پروژه و حتی پس از نصب کامل، نیاز است که دیواره‌های گود و سازه خرپایی به صورت مداوم پایش و نظارت شوند.
- عدم توجه به این موضوع می‌تواند منجر به تغییر شکل‌های ناخواسته و حتی ریزش گود شود. این نیاز به پایش مداوم، هزینه‌ها و پیچیدگی اجرایی را افزایش می‌دهد.
6. **عدم انعطاف در برابر تغییرات طراحی در مراحل پایانی**
- در صورتی که در مراحل پایانی پروژه نیاز به تغییر عمق یا شرایط گودبرداری باشد، سازه خرپایی انعطاف‌پذیری کمتری نسبت به برخی روش‌های دیگر دارد.
- این محدودیت ممکن است باعث شود در صورت تغییرات ناگهانی، هزینه‌ها و زمان پروژه به شدت افزایش یابد.
7. **محدودیت در خاک‌های سست و ناپایدار**
- در خاک‌های بسیار سست و ناپایدار، سازه نگهبان خرپایی ممکن است به دلیل عدم پایداری کافی دچار جابجایی و تغییر شکل شود.
- برای خاک‌های نرم و حساس، نیاز به استفاده از تقویت‌های اضافی یا روش‌های دیگر مثل نیلینگ، انکراژ یا دیوارهای دیافراگمی وجود دارد که باعث افزایش هزینه‌ها می‌شود.
8. **محدودیت در تحمل بارهای دینامیکی**
- سازه نگهبان خرپایی نسبت به بارهای دینامیکی مانند زلزله حساس‌تر است. در پروژه‌هایی که احتمال وقوع زلزله یا ارتعاشات بالا است، سازه خرپایی باید با تقویت‌های بیشتری همراه باشد که این موضوع هزینه‌ها را افزایش می‌دهد.
- در این شرایط، روش‌های دیگر با مقاومت بیشتر در برابر بارهای دینامیکی، مانند دیوارهای دیافراگمی، انتخاب بهتری هستند.
9. **تأثیر منفی بر عملیات ساخت و ساز در فضای داخلی گود**
- ساختار خرپایی می‌تواند در برخی موارد مانع عملیات ساخت و ساز در داخل گود شود. به عنوان مثال، تیرها و مهاربندهای افقی و قطری ممکن است فضای گود را محدود کنند و حرکت ماشین‌آلات و کارکنان را دشوار سازند.
- این محدودیت باعث کاهش کارایی و افزایش زمان ساخت و ساز می‌شود و ممکن است نیاز به برنامه‌ریزی خاص برای همزمانی عملیات داشته باشد.
10. **تأثیر منفی بر زیبایی پروژه‌های در حال اجرا**
- در برخی پروژه‌های خاص که به زیبایی بصری اهمیت زیادی داده می‌شود، سازه خرپایی ممکن است به عنوان یک سازه موقتی و پرحجم، تأثیر منفی بر ظاهر پروژه داشته باشد.
- این مورد به‌ویژه در پروژه‌های شهری و در معرض دید عمومی می‌تواند یک چالش محسوب شود.
این معایب نشان می‌دهد که اگرچه سازه نگهبان خرپایی برای پروژه‌های با عمق محدود و فضاهای مناسب بسیار کارآمد است، در شرایط خاص مانند گودبرداری‌های عمیق، خاک‌های ناپایدار و پروژه‌های بزرگ‌تر، باید به روش‌های جایگزین یا تقویت‌های اضافی نیز فکر کرد.